DD261956A1

DD261956A1 - PROCESS FOR THE PRODUCTION OF DOUBLE EMULSIONS

Info

Publication number: DD261956A1
Application number: DD87304916A
Authority: DD
Inventors: Gerhard Mieth; Erika Lange; Juergen Brueckner
Original assignee: Adw Ddr
Priority date: 1987-07-14
Filing date: 1987-07-14
Publication date: 1988-11-16

Abstract

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Doppelemulsionen vom W/O/W- oder O/W/O-Typ bei der Produktion von Lebensmitteln, Futtermitteln oder pharmazeutischen Praeparaten. In einer ersten Stufe wird eine W/O- oder eine O/W-Voremulsion und anschliessend die gewuenschte Doppelemulsion hergestellt. Die W/O-Voremulsion enthaelt lipidische Emulgatoren sowie Coemulgatoren und dient zur Bildung der inneren Phase in einer proteinogene Stabilisatoren, gegebenenfalls auch nichtproteinogene Costabilisatoren enthaltenden aeusseren Wasserphase. Im Falle der O/W-Voremulsion werden proteinogene Stabilisatoren gegebenenfalls auch nichtproteinogene Costabilisatoren eingesetzt und diese Voremulsion bildet die innere Phase der aeusseren, die lipidischen Emulgatoren und Coemulgatoren enthaltenden, Fettphase. Die Stabilisierung der Emulsionen erfolgt durch definierte p H-Regulierung.The invention relates to the production of double emulsions of the W / O / W or O / W / O type in the production of food, feed or pharmaceutical preparations. In a first stage, a W / O or an O / W pre-emulsion and then the desired double emulsion is prepared. The W / O preemulsion contains lipidic emulsifiers and coemulsifiers and serves to form the inner phase in a proteinogenic stabilizer, optionally also containing nonproteinogenic costabilizers outer water phase. In the case of the O / W pre-emulsion, proteinogenic stabilizers, if appropriate, also nonproteinogenic co-stabilizers are used and this pre-emulsion forms the inner phase of the external fat phase containing the lipidic emulsifiers and co-emulsifiers. The stabilization of the emulsions is carried out by defined p H regulation.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung . "Field of application of the invention. "

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Doppelemulsionen für Nahrungs-, Futter- und pharmazeutische Zwecke in Form eines W/O/W- oder O/W/O-Typs, vorzugsweise energiereduzierten Erzeugnissen mit Fettgehalten zwischen 30 und 60%, durch Emulgieren und/oder Homogenisieren unter Zusatz von Emulgatoren und Stabilisatoren, gegebenenfalls auch spezifischen Wirkstoffen.The invention relates to a process for the preparation of double emulsions for food, feed and pharmaceutical purposes in the form of a W / O / W or O / W / O type, preferably energy-reduced products with fat contents between 30 and 60%, by emulsification and / or homogenizing with the addition of emulsifiers and stabilizers, optionally also specific active ingredients.

Die Fettemulsionen sind physikalisch stabil und weisen je nach Zusammensetzung der Fettphasen eine differenzierte Verdaulichkeit auf, wodurch gegebenenfalls eine verzögerte Wirkstofffreisetzung im Gastro-Intestinal-Trakt ermöglicht wird.The fat emulsions are physically stable and, depending on the composition of the fat phases, have a differentiated digestibility, as a result of which a delayed release of active ingredient in the gastrointestinal tract is possibly made possible.

Characteristic of the known technical solutions

Lebensmittel-Emulsionen bestehen bekanntlich in der Regel aus zwei ineinander unlöslichen Phasen, von denen entweder Wasser oder Fette als innere Phase fungieren, so daß prinzipiell zwischen einem Wasser-in-Fett-Typ (z. B. Butter, Margarine) oder einem Fett-in-Wasser-Typ (z. B. Milch, Mayonnaise) unterschieden wird. Die physikalische Stabilität der Emulsion, d. h. ihre thermodynamische Beständigkeit gegenüber einer Tröpfchenkoaleszenz, die letztlich eine Phasentrennung (Aufrahmen und Brechen der Emulsion) bewirkt, wird dabei im allgemeinen durch eine intensive Vermischung von Fetten und Wasser unter Eintrag mechanischer und/oder chemischer Energie erzielt. Als emulsionsstabilisierende Zusatzstoffe fungieren grenzflächenaktive Verbindungen, die sich definitionsgemäß in Emulgatoren (z. B. lipidische Verbindungen mit Molmassen < 1 000) und Stabilisatoren (z. B. nichtlipidische Verbindungen mit Molmassen > 1 000) einstellen lassen.As is generally known, food emulsions consist of two phases which are insoluble in one another, of which either water or fat acts as an internal phase, so that in principle a distinction is made between a water-in-fat type (eg butter, margarine) or a fat in-water type (eg, milk, mayonnaise) is differentiated. The physical stability of the emulsion, d. H. their thermodynamic resistance to droplet coalescence, which ultimately causes phase separation (creaming and breaking of the emulsion), is generally achieved by intensive mixing of fats and water while introducing mechanical and / or chemical energy. Surface-active compounds which by definition can be adjusted in emulsifiers (eg lipidic compounds having molecular weights <1000) and stabilizers (for example non-lipidic compounds having molecular weights> 1000) function as emulsion-stabilizing additives.

Ihre Wirkung beruht primär auf Einlagerung oder Anlagerung in bzw. an die Phasengrenzfläche, wobei durch Wechselwirkungen der Zusatzstoffe untereinander und mit anderen Emulsionsbestandteilen antagonistische oder synergistische Effekte bezüglich der Emulsionsstabilität ausgelöst werden können, die von vornherein nicht überschaubar sind.Their effect is based primarily on incorporation or addition in or on the phase interface, which can be triggered by interactions of the additives with each other and with other emulsion constituents antagonistic or synergistic effects on the emulsion stability, which are not clear from the outset.

Bei der Herstellung und Stabilisierung energiereduzierter Lebensmittelemulsionen haben sich solche Kombinationsprodukte von Emulgatoren und Stabilisatoren praktisch besonders bewährt, die nicht nur eine unterschiedliche Affinität zur Wasser- und Fettphase aufweisen, sondern auch zu Wechselwirkungen an der Phasengrenzfläche prädestiniert sind. Eine derartige Prinziplösung beinhaltet eine bereits vorgeschlagene Verfahrensweise, bei der die Emulsionsstabilisierung auf Bildung unlöslicher Symplexe zwischen lipidischen Emulgatoren, proteinogenen Stabilisatoren und/oder polyanionischen Costabilisatoren beruht.In the production and stabilization of energy-reduced food emulsions, such combination products of emulsifiers and stabilizers have proven particularly useful, which not only have a different affinity for the water and fat phase, but are also predestined for interactions at the phase interface. Such a principle solution includes an already proposed procedure in which the emulsion stabilization is based on the formation of insoluble symplexes between lipidic emulsifiers, proteinogenic stabilizers and / or polyanionic costabilizers.

Unter Coemulgatoren werden in diesem Zusammenhang lipidische Verbindungen mit einem von den Emulgatoren stark abweichenden spezifischen Grenzflächenspannungs-Erniedrigungspotential verstanden, die durch Assoziation mit Emulgatoren an der Phasengrenzfläche eine besonders dichte Packung bedingen.In this context, coemulsifiers are understood as meaning lipidic compounds having a specific surface-tension-lowering potential which greatly differs from the emulsifiers and which, by association with emulsifiers at the phase interface, causes a particularly dense packing.

Costabilisatoren sind in diesem Fall gegenüber nichtproteinogene Verbindungen (Schutzkolloide, Hydrokolloide), die infolge einer Assoziation mit grenzflächenaktiven Verbindungen an der Phasengrenzfläche die Ausbildung einer sterischen und elektrostatischen Koaleszenzbarrierebewirken, unter Umständen auch infolge einer allgemeinen Viskositätserhöhung der wäßrigen Phase einer Emulsionsbrechung entgegenwirken.Costabilizers in this case counteract nonproteinogenic compounds (protective colloids, hydrocolloids), which, due to an association with surface-active compounds at the phase interface, cause the formation of a steric and electrostatic coalescence barrier, may also counteract emulsion breakage due to a general viscosity increase of the aqueous phase.

Im neueren Patentschrifttum finden sich auch Angaben zur Herstellung von 0/W/O-Doppelemulsionen oderO/W-W/O-Übergangstypen mit reduziertem Fettgehalt für Nahrungszwecke, die durch Einemulgieren von synthetischem Rahm oder synthetischer Sahne (Stabilisatorzusatz in Form von Proteinen) in eine lipidische. Emulgatoren enthaltende Fettphase (DE-AS 1492955, EP 0040874) oder partielle Phasenumkehr einer O/W-Emulsion erhalten werden (PS-US 4590953, DE-OS 2623 609, EP 0076548). Als Pendant dazu ist die Herstellung einer W/O/W-Doppeiemulsion mit vielseitigem Applikationsfeld in der Nahrungsmittel-, Kosmetik- und Arzneimittelindustrie gemäß der japanischen Patentschrift 60-193529 anzusehen, bei dem eine durch spezielle lipidische Emulgatoren stabilisierte W/O-Emulsion in eine spezielle lipidische Coemulgatoren, nicht aber Stabilisatoren enthaltende Wasserphase einemulgiertwird. Gemäß der japanischen Patentschrift 61-173762 ist jedoch auch der kombinierte Einsatz von Lipoproteinen, Proteinen mit Polysacchariden bei der Herstellung von Doppelemulsionen als prinzipiell bekannt vorauszusetzen.The recent patent specification also provides information on the preparation of O / W / O double emulsions or reduced fat O / W-W / O transitional types for foodstuffs obtained by emulsifying synthetic cream or synthetic cream (stabilizer additive in the form of proteins) into a lipidic one. Emulsifiers containing fatty phase (DE-AS 1492955, EP 0040874) or partial phase reversal of an O / W emulsion are obtained (PS-US 4590953, DE-OS 2623 609, EP 0076548). As a counterpart to the preparation of a W / O / W double emulsion with versatile field of application in the food, cosmetic and pharmaceutical industry according to Japanese Patent 60-193529 is to be regarded as in which a stabilized by special lipid emulsifiers W / O emulsion in a special lipidic coemulsifiers, but not stabilizers containing water phase is emulsified. According to Japanese Patent 61-173762, however, the combined use of lipoproteins, proteins with polysaccharides in the preparation of double emulsions is also to be assumed to be known in principle.

Es ist darüber hinaus generell bekannt, daß die Herstellung energiereduzierter Fettemulsionen nicht nur durch Erniedrigung des Fettgehaltes, sondern auch durch Zusätze gegenüber gastrointestinalen Enzymsystemen indifferenter Verbindungen mit fettähnlichen physikochemischen Eigenschaften (akalorische Fettsubstitute oder Pseudofette) vorgenommen werden kann. Ein solches Beispiel zur Herstellung von Nahrungsmitteln mit verändertem Nährwert, in denen Ester- oder Ether-Derivate von Polyolen, u.a. zur Energieverdünnung von Fettemulsionen eingesetzt werden, ist Gegenstand des DD-WP 207070.It is also generally known that the production of energy-reduced fat emulsions can be made not only by lowering the fat content but also by adding to gastrointestinal enzyme systems of indifferent compounds having fat-like physicochemical properties (akaloric fat substitutes or pseudo-fat). Such an example of producing nutritionally modified foods in which ester or ether derivatives of polyols, i.a. is used for energy dilution of fat emulsions, is the subject of DD-WP 207070.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind im weiteren Patentschriften zu berücksichtigen, die Verfahren zur Herstellung von bestimmten Arzneimittelpräparaten, d.h. Applikationsformen betreffen, darunter solche mit verzögerter Wirkstoffabgabe infolge Verkapselung oder Umhüllung mit schwerverdaulichen Substanzen, als derartige Beispiele seinen DD-WP 221365, DE-OS 3520007 und DE-PS 3046559 erwähnt.In the context of the present invention, patents to be considered further include the methods for the preparation of certain pharmaceutical preparations, i. Application forms concern, including those with delayed release of active ingredient as a result of encapsulation or encapsulation with indigestible substances, as such examples his DD-WP 221365, DE-OS 3520007 and DE-PS 3046559 mentioned.

Auswahlkriterien für effektive Emulgatoren und Coemulgatoren sind insbesondere der HLB-Wert und das Grenzflächenspannungs-Erniedrigungspotential, für Stabilisatoren darüber hinaus u.a. derOberflächen-Hydrophobizitäts-Index, wogegen für Costabilisatoren vor allem Theologische Meßgrößen zum Screening heranzuziehen sind.Selection criteria for effective emulsifiers and coemulsifiers are, in particular, the HLB value and the interfacial tension lowering potential, for stabilizers moreover i.a. the Surface Hydrophobicity Index, whereas for costabilizers the most important are theological parameters for screening.

Als gravierender Nachteil aller angeführten Prinziplösungen zur Herstellung von Doppelemulsionen ist hervorzuheben, daß das Komponieren effektiver Emulgatoren, Coemulgatoren, Stabilisatoren und Costabilisatoren spezifische Kenntnisse über Auswirkungen von Wechselwirkungen an der Phasengrenzfläche voraussetzt, so daß ihr Screening zeitaufwendige Versuchsserien an praxisrelevanten, d. h. Lebensmitteladäquaten Testsystemen erfordert, nicht aber aus einzelnen Meßgrößen an einfachen Modellsystemen vorhersagbar ist. Hinzu kommt, daß die physikalische Stabilität von Emulsionen im hohen Maße von der Phasenzusammensetzung und -verteilung, wie auch den Milieubedingungen und Streßfaktoren bei der Weiterverarbeitung und/oder Lagerung abhängt.As a serious disadvantage of all mentioned principle solutions for the preparation of double emulsions is to emphasize that the composing of effective emulsifiers, co-emulsifiers, stabilizers and costabilizers requires specific knowledge about the effects of interactions at the interface phase, so that their screening time-consuming series of tests on practical, d. H. Food-adequate test systems required, but is not predictable from individual measures on simple model systems. In addition, the physical stability of emulsions depends to a large extent on the phase composition and distribution, as well as the environmental conditions and stress factors in further processing and / or storage.

Object of the invention

Das Ziel der Erfindung ist daher die Herstellbarkeit von Emulsionen mit einer auch bei variabler Phasenzusammensetzung und -verteilung sowie gegenüber veränderten Milieubedingungen und Streßfaktoren weitgehend unabhängigen hohen physikalischen Stabilität. Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, effektive Kombinationen von grenzflächenaktiven und Viskositätsregulierenden Zusatzstoffen sowie von Verfahrensbedingungen aufzuzeigen, die eine Herstellung und Stabilisierung von Emulsionen mit unterschiedlicher Phasenzusammensetzung und -verteilung für verschiedenartige Applikationszwecke ermöglichen.The aim of the invention is therefore the manufacturability of emulsions with a high independent even with variable phase composition and distribution as well as against changing environmental conditions and stress factors high physical stability. The invention is thus based on the object of demonstrating effective combinations of surface-active and viscosity-regulating additives as well as of process conditions that enable production and stabilization of emulsions with different phase composition and distribution for various types of application purposes.

Explanation of the essence of the invention

Erfindungsgemäß wird zur Herstellung von Doppelemulsionen des W/O/W-Typs, vorzugsweise in Form energiereduzierter oder spezifische Wirkstoffe enthaltender Erzeugnisse für die Lebensmittel-, Futtermittel- oder pharmazeutische Industrie, in einer ersten Verfahrensstufe aus Fetten, Wasser und üblichen Ingredienzien, gegebenenfalls auch spezifischen wasser- und fettlöslichen pharmakologischen oder diätetischen Wirkstoffen durch Emulgieren und/oder Homogenisieren unter Zusatz lipidischer Emulgatoren und Coemulgatoren eine W/O-Voremulsion zubereitet, die in einer 2.Verfahrensstufe als innere Phase in eine proteinogene Stabilisatoren, gegebenenfalls auch nichtproteinogene Costabilisatoren enthaltende äußere Wasserphase bei pH-Werten bis zu 2 Einheiten oberhalb oder unterhalb des Neutralpunktes und Temperaturen oberhalb des Schmelzpunktes der Fette einemulgiert wird.According to the invention for the production of double emulsions of the W / O / W type, preferably in the form of energy-reduced or specific active ingredients containing products for the food, feed or pharmaceutical industry, in a first process stage of fats, water and conventional ingredients, optionally also specific emulsifying and / or homogenizing with the addition of lipidic emulsifiers and coemulsifiers a W / O pre-emulsion prepared in a 2.Verfahrensstufe as an inner phase in a proteinogenic stabilizers, optionally also containing nonproteinogenic co-stabilizers outer water phase at water- and fat-soluble pharmacological or dietary active ingredients pH values up to 2 units above or below the neutral point and temperatures above the melting point of the fats is emulsified.

Alternativ wird dazu zur Herstellung von Doppelemulsionen des O/W/0-Typs in einer 1 .Verfahrensstufe eine unter Zusatz proteinogener Stabilisatoren und gegebenenfalls nichtproteinogener Costabilisatoren zubereitete O/W-Voremulsion als innere Phase in eine lipidische Emulgatoren und Coemulgatoren enthaltende äußere Fettphase bei entsprechenden pH-Werten und Temperaturen einemulgiert.Alternatively, for the preparation of double emulsions of the O / W / 0 type in a 1 .Verfahrensstufe prepared with the addition of proteinogenic stabilizers and optionally nonproteinogenic costabilizers O / W pre-emulsion as the inner phase in a lipid emulsifiers and coemulsifiers containing outer fatty phase at appropriate pH Emulsified values and temperatures.

Die Herstellung der W/O-Voremulsion erfolgt dabei erfindungsgemäß unter relativ geringem Energieeintrag, vorzugsweise mittels Planetenrührwerk, unter Zusatz von Emulgatoren mit HLB-Werten <7, vorzugsweise von nichtionogenen Partialglyceriden und/oder Saccharosefettsäuren-Partialestern in Kombination mit Coemulgatoren mit HLB-Werten >7, vorzugsweise von anionenaktiven Derivaten von Partialglyceriden und/oder amphoteren Derivaten von Phosphatiden, in einem Masseverhältnis von 2:1 bis 10:1 bei einer Gesamtkonzentration von 0,1 bis 1,0%, die Herstellung der W/O/W-Doppelemulsionen unter relativ hohem Energieeintrag, vorzugsweise mittels Druckhomogenisator, unter Zusatz von Proteinen mit relativ hohen durchschnittlichen Molmassen von S 200000, vorzugsweise von globulären Proteinen, gegebenenfalls auch in Kombination mit polyanionischen Hydrokolloiden, vorzugsweise von Pektinen mit niedrigem Veresterungsgrad von 30 bis 40%, in ein am Masseverhältnis von 2:1 bis 5:1 bei einer Gesamtkonzentration von 1,0 bis 5,0%.The preparation of the W / O pre-emulsion is carried out according to the invention under relatively low energy input, preferably by means of planetary stirrer, with addition of emulsifiers having HLB values <7, preferably nonionic partial glycerides and / or sucrose fatty acid partial esters in combination with co-emulsifiers with HLB values> 7, preferably anionic derivatives of partial glycerides and / or amphoteric derivatives of phosphatides, in a mass ratio of 2: 1 to 10: 1 at a total concentration of 0.1 to 1.0%, the preparation of W / O / W double emulsions with relatively high energy input, preferably by means of pressure homogenizer, with the addition of proteins having relatively high average molecular weights of S 200000, preferably of globular proteins, optionally also in combination with polyanionic hydrocolloids, preferably of pectins with a low degree of esterification of 30 to 40%, in an am Mass ratio of 2: 1 to 5: 1 in a Gesamtkonz entration of 1.0 to 5.0%.

In umgekehrter Weise erfolgt demgegenüber die Herstellung von O/W-Voremulsion erfindungsgemäß unter hohem Energieeintrag, vorzugsweise mittels Druckhomogenisator, unter Zusatz von lipidischen Emulgatoren mit HLB-Werten >7, vorzugsweise von anionenaktiven Derivaten von Partialglyceriden und/oder amphoteren Derivaten von Phosphatiden, in einer Gesamtkonzentration von 0,1 bis 0,5% und von proteinogenen Stabilisatoren mit relativ niedrigen durchschnittlichen Molmassen von <200000, vorzugsweise acylierten oder hydrolysierten globulären Proteinen, gegebenenfalls in Kombination mit polyanionischen Hydrokolloiden, vorzugsweise von Pektinen mit mittlerem Veresterungsgrad von 40 bis 60%, in einem Masseverhältnis von 2:1 bis 5:1 bei einer Gesamtkonzentration von 0,25 bis 2,5%, die Herstellung derO/W/O-Doppelemulsion hingegen unter relativ geringem Energieeintrag, vorzugsweise mittels Planetenrührer, unter Zusatz lipidischer Coemulgatoren mit HLB-Werten <7, vorzugsweise von nichtionogenen Partialglyceriden und/oder Saccharose-Fettsäure-Partialestern, in einer Gesamtkonzentration von 0,1 bis 0,5%.In contrast, the preparation of O / W pre-emulsion according to the invention is carried out in a high energy input, preferably by means of pressure homogenizer, with the addition of lipid emulsifiers with HLB values> 7, preferably anionic derivatives of partial glycerides and / or amphoteric derivatives of phosphatides, in one Total concentration of 0.1 to 0.5% and of proteinogenic stabilizers having relatively low average molecular weights of <200,000, preferably acylated or hydrolyzed globular proteins, optionally in combination with polyanionic hydrocolloids, preferably of pectins with a mean degree of esterification of 40 to 60%, in a mass ratio of 2: 1 to 5: 1 at a total concentration of 0.25 to 2.5%, the preparation of O / W / O double emulsion, however, under relatively low energy input, preferably by means of planetary stirrer, with the addition of lipid coemulsifiers with HLB values <7, preferably non-ionic Pa rtialglyceriden and / or sucrose fatty acid partial esters, in a total concentration of 0.1 to 0.5%.

Es wurde nämlich gefunden, daß unter Zusatz von Kombinationsprodukten lipidischer Emulgatoren und Coemulgatoren mit vorgegebenen HLB-Werten sowie proteinogener Stabilisatoren, gegebenenfalls auch nichtproteinogener Costabilisatoren mit vorgegebenem Grenzflächenspannungs-Erniedrigungspotentila bzw. vorgegebenem Anteil funktioneller polyanionischer Gruppen hergestellte Doppelemulsionen des W/O/W- oder O/W/0-Typs sich durch eine besonders hohe Koaleszensstabilität selbst bei Gefrier-, Tau- und Erhitzungsprozessen sowie variablen Phasenzusammensetzung und -verteilung auszeichnen. Die Auswahl der einzusetzenden Stoffe erfolgt durch ein Screening solcher grenzflächenaktiver Lipide und Proteine sowie polyanionischer Hydrokolloide, die zu synergistischen Effekten infolge vielfältige Wechselwirkungen, an der Phasengrenzfläche prädistiniertsind.It has namely been found that with the addition of combination products of lipid emulsifiers and coemulsifiers with predetermined HLB values and proteinogenic stabilizers, optionally also nonproteinogenic costabilizers with predetermined interfacial tension lowering potential or predetermined proportion of functional polyanionic groups prepared double emulsions of W / O / W or O. / W / 0 type are characterized by a particularly high coalescence stability even in freezing, thawing and heating processes as well as variable phase composition and distribution. The selection of the substances to be used is carried out by a screening of such surface-active lipids and proteins and polyanionic hydrocolloids, which are predisposed to synergistic effects due to a variety of interactions, at the phase interface.

Außerdem ist auch die Anwendung von Verfahrensbedingungen, die zu einer dichten, biomolekularen Belegung grenzflächenaktiver Lipide und Proteine bei gleichzeitiger Viskositätserhöhung an der Phasengrenzfläche infolge Assoziation von Lipiden und Proteinen, gegebenenfalls auch polyanionischen Hydrokolloiden führen, zu beachten. Dem wird erfindungsgemäß zum einen durch die Kombination ausgewählter nichtionogener anionaktiver und amphoterer Emulgatoren und Coemulgatoren mit stark differenzierten HLB-Werten sowie grenzflächenaktiven proteinogenen Stabilisatoren mit stark differenziertem Grenzflächenspannungs-Erniedrigungspotential und nichtproteinogenen Costabilisatoren mit stark differenziertem Gehalt polyanischer funktioneller Gruppen, zum anderen durch Bildung partiell unlöslicher Assoziationsprodukte (Symplexe) zwischen den genannten Zusatzstoffen an der Phasengrenzfläche durch pH-Werteinstellung während oder nach der Emulsionsherstellung auf 0,5 bis 1,0 Einheiten oberhalb oder unterhalb des isoelektrischen Punktes der Hauptproteinfraktion Rechnung getragen.In addition, the use of process conditions that lead to a dense, biomolecular occupancy of surface-active lipids and proteins with simultaneous increase in viscosity at the phase interface due to association of lipids and proteins, optionally also polyanionic hydrocolloids, to note. According to the invention, this is achieved, on the one hand, by the combination of selected nonionic anionic and amphoteric emulsifiers and coemulsifiers with highly differentiated HLB values and surface-active proteinogenic stabilizers with greatly differentiated interfacial tension lowering potential and nonproteinogenic costabilizers with greatly differentiated content of polyanic functional groups and, on the other hand, by formation of partially insoluble association products (Symplexes) between said additives at the phase interface by pH adjustment during or after emulsion preparation to 0.5 to 1.0 units above or below the isoelectric point of the main protein fraction.

Der HLB-Wert, die Molmasse und die Belegungsdichte der grenzflächenaktiven Zusatzstoffe (CMC) lassen sich nach einschlägigen Methoden irfassen, wobei die CMC am jeweils realen Emulsionssystem, d. h. unter Berücksichtigung der Phasenzusammensetzung, bestimmt werden.The HLB value, the molecular weight and the coverage of the surface-active additives (CMC) can be mistaken by relevant methods, the CMC on each real emulsion system, d. H. taking into account the phase composition.

Wie weiterhin gefunden wurde, ermöglichen erfindungsgemäß hergestellte oder stabilisierte Doppelemulsionen bei Einsatz nicht- oder schwerverdaulicher Fette, wie akalorische Fettsubstitute, vorzugsweise Saccharose-Fettsäure-Polyester, oder hydrierte Fette, vorzugsweise mit Schmelzpunkten oberhalb der Körpertemperatur von Warmblütern, auch einen gezielten Transport von Wasser- oder fettlöslichen Wirkstoffen durch den Gastro-Intestinal-Trakt, da in Abhängigkeit von der Fettkomposition der jeweils äußersten Fettphase einer W/O/W- oder /O/W/0-Doppelemulsion die Wirkstofffreisetzung lokal gesteuert werden kann. Derartige Anwendungen betreffen beispielsweise die beabsichtigte Zuführung von Laktose in den Dickdarmbereich bei der Säuglingsernährung oder die Hintanhaltung einer Pansen-Hydrierung ungesättigter Fettsäuren beider Tierernährung im Hinblick auf eine Hemmung von Fäulnisbakterien im Dickdarm oder Anreicherung essentieller Fettsäuren im Depotfett. Das bezieht sich aber auch auf die Freisetzung spezieller Pharmaka mit zeitlich protahierter oder lokaler Wirksamkeit, wie Analgetika, Antibiotika u.a., bei denen eine Passage durch den Magen oder Dünndarm erforderlich ist, um erst in späterenIt has also been found that double emulsions prepared or stabilized according to the present invention, when using non- or difficultly digestible fats, such as akaloric fat substitutes, preferably sucrose-fatty acid polyesters, or hydrogenated fats, preferably having melting points above the body temperature of warm-blooded animals, also allow targeted transport of water. or fat-soluble drugs through the gastro-intestinal tract, since depending on the fat composition of each extreme fat phase of a W / O / W or / O / W / 0 double emulsion drug release can be controlled locally. Such applications include, for example, the intended delivery of lactose to the colon area in infant feeding or the maintenance of rumen hydrogenation of unsaturated fatty acids in animal nutrition for inhibition of putrefactive bacteria in the colon or accumulation of essential fatty acids in depot fat. However, this also refers to the release of special drugs with temporally protracted or local efficacy, such as analgesics, antibiotics, and others, which require passage through the stomach or small intestine, to be delayed until later

Darmregionen nach lipolytischer Spaltung des verdaulichen Fettanteils der Fettphase wirksam zu werden. Die Erfindung stellt demzufolge auch eine Alternativvariante zur Verkapselung oder Umhüllung pharmakologisch oder diätetisch wirksamer Substanzen mit schwer- oder unverdaulichen natürlichen oder synthetischen Verbindungen dar.Intestinal regions to become effective after lipolytic cleavage of the digestible fat portion of the fatty phase. Accordingly, the invention also represents an alternative variant for the encapsulation or coating of pharmacologically or dietally active substances with difficult or indigestible natural or synthetic compounds.

Der Vorteil der Erfindung besteht damit nicht nur aus lebensmittelindustriell-anwendungstechnischer Sicht in der Herstellung gegenüber Gefrier-, Tau- und Erhitzungsprozessen besonders stabilen Emulsionen, sondern aus ernährungsphysioiogischpharmakologischer Sicht im weiteren darin, daß über die Phasenzusammensetzung und -verteilung die gastro-intestinale Verfügbarkeit spezifischer Wirkstoffe in wünschenswerter Weise beeinflußbar ist. Die Erfindung wird in nachstehenden Ausführungsbeispielen näher belegt:The advantage of the invention is thus not only from food-industrial-application point of view in the preparation of freezing, thawing and heating processes particularly stable emulsions, but from a nutritional physiological pharmacological point of view further that the phase composition and distribution of the gastrointestinal availability of specific drugs is influenced in a desirable manner. The invention is further illustrated in the following exemplary embodiments:

embodiments example 1

Zur Herstellung einer O/W/0-Doppelemulsion in Form eines energiereduzierten Universalfettes mit einem Fettgehalt von 60% für Streich-, Back-, Brat-und Kochzwecke wird mittels Druckhomogenisator aus 4kg einer Margarinefettmischung (Smp. 32°C), 4kg Wasser und Ingredenzien laut Standardrezeptur unter Zusatz von 0,1 % eines hydrolysierten Phosphatides (HLB-Wert 8,9) zur Fettphase sowie von 1,0%sukzinyliertemSonnenblumenproteinisolat(rel. Molmasse ca. 40 000) und 0,2 %mittelverestertem Pektin (Veresterungsgrad 50%) zur Wasserphase bei einem pH-Wert von 7,0 und einer Temperatur von 4O⁰C eine Voremulsion zubereitet; diese wird durch Zusatz von Zitronensäure am Ende des Homogenisierprozesses auf einen pH-Wert von 4,5 eingestellt. Die resultierende Voremulsion wird mittels Planetenrührer in 2 kg gleichfalls auf 40⁰C vorgewärmte Margarinefettmischung, die 0,2% Partialglycerid(Monoglycerid 97%, HLB-Wert 3,4) enthält, emulgiert. Die anfallende Emulsion wird pasteurisiert und in einem Labor-Röhrenkühler zur Erstarrung gebracht. Die erstarrte 0/W/O-Emulsion ist bei Kühlschranktemperatur streichfähig und zeigt bei Bratprozessen kein Spritzen.For the preparation of an O / W / O double emulsion in the form of an energy-reduced universal fat with a fat content of 60% for pretzel, baking, frying and cooking purposes by means of pressure homogenizer from 4kg of a margarine fat mixture (mp 32 ° C), 4kg of water and Ingredients according to the standard formulation with the addition of 0.1% of a hydrolysed phosphatide (HLB value 8.9) to the fat phase and of 1.0% succinylated sunflower protein isolate (relative molecular weight about 40 000) and 0.2% of medium esterified pectin (degree of esterification 50%). ) to the water phase at a pH of 7.0 and a temperature of 4O ⁰ C prepared a pre-emulsion; this is adjusted to a pH of 4.5 by addition of citric acid at the end of the homogenization process. The resulting pre-emulsion by means of planetary into 2 kg of likewise at 40 ⁰ C preheated margarine fat blend containing 0.2% partial glyceride composition (monoglyceride 97%, HLB value 3.4) containing emulsified. The resulting emulsion is pasteurized and solidified in a laboratory tube cooler. The solidified O / W / O emulsion is spreadable at refrigerator temperature and does not show splatter during frying processes.

Example 2

Zur Herstellung einer W/O/W-Doppelemulsion in Form einer mit wasserlöslichen Wirkstoffen, speziell Lactose, angereicherten Säuglingsmilch mit einem Fettgehalt von 4% wird mittels Planetenrührer aus 0,2 kg Sonnenblumenöl-Raffinat, 0,2 kg Schweineschmalz-Hartfett (Smp. 56⁰C), 5kg Wasser und Ingredenzien laut ausgewählter Grundrezeptur unter Zusatz einer Mischung von 0,1 %Zitroester (HLB-Wert 10,6) und 0,4% Saccharose-Fettsäureester (HLB-Wert 4,2) bei pH6,0 und einer Temperatur von 50⁰C eine Voremulsion zubereitet. Die Voremulsion wird mittels Druckhomogenisator in 4,9kg Wasser, das 3% eines Spjabohnenproteinisolates (rel. Molmasse 240000) enthält, einemulgiert, wobei am Ende des Homogenisierprozesses der pH-Wert durch Zusatz von Zitronensäure auf 5,0 eingestellt wirdTo prepare a W / O / W double emulsion in the form of an enriched with water-soluble active ingredients, especially lactose, infant milk with a fat content of 4% by planetary stirrer from 0.2 kg sunflower oil raffinate, 0.2 kg lard hard fat (m.p. 56 ⁰ C), 5kg water, and ingredience selected according to the basic formulation with the addition of a mixture of 0.1% Zitroester (HLB value 10.6) and 0.4% sucrose fatty acid ester (HLB 4.2) at pH 6.0 and a temperature of 50 ⁰ C prepared a pre-emulsion. The pre-emulsion is emulsified by means of a pressure homogenizer in 4.9 kg of water containing 3% of a spinal bean protein isolate (relative molecular weight 240000), and at the end of the homogenization process the pH is adjusted to 5.0 by addition of citric acid

Die resultierende Emulsion ist sterilisationsabhängig sowie gefrier- und taustabil. The resulting emulsion is sterilization-dependent as well as freeze- and taustabil.

Claims

T. A process for the preparation of W / O / W or O / W / O type double emulsions in the production of food, feed or pharmaceutical preparations, preferably energy-reduced foods, by emulsifying and / or homogenizing fats, water and the additives to be used in two stages, in which first a W / O or an O / W pre-emulsion and then the W / O / W or O / W / 0 double emulsion is prepared, characterized in that a lipidischer with addition Emulsifiers and coemulsifiers prepared W / O preemulsion as inner phase in a proteinogenic stabilizers, optionally also nonproteinogenic costabilizers containing outer water phase or alternatively prepared with the addition of proteinogenic stabilizers, optionally also nonproteinogenic co-stabilizers O / W preemulsion as the inner phase in a lipidic emulsifiers and coemulsifying outer fat phase at pHs up to 2E units above or below the neutral point and temperatures above the melting point of the fats is emulsified, and subsequently a stabilization of the emulsions by pH regulation to 0.5 to 1.0 units above or below the isoelectric point of the main protein fraction to form partially insoluble Symplexes between lipids and proteins or lipids, proteins and polyanionic hydrocolloids at the phase interface is made.

2. The method according to claim 1, characterized in that in the preparation of W / O / W double emulsions, the W / O pre-emulsion additives of emulsifiers having HLB values <7, preferably nonionic Partialglyceriden and / or sucrose fatty acid partial esters , in combination with co-emulsifiers having HLB values> 7, preferably of anionic derivatives of partial glycerides and / or amphoteric derivatives of phosphatides, in a mass ratio of 2: 1 to 10: 1 at a total concentration of 0.1 to 1.0%, and relatively low energy carrier emulsification, preferably by planetary stirrer, is employed, while the W / O / W double emulsions also contain additions of proteins having relatively high average molecular weights of> 200,000, preferably globular proteins, optionally in combination with polyanionic hydrocolloids, preferably pectins with a low degree of esterification of 30 to 40%, in a mass ratio of 2: 1 to 5: 1 at one Total concentration of 1.0 to 5.0%, and the emulsification under relatively high energy input, preferably by means of pressure homogenizer, is made.

3. The method according to claim 1, characterized in that in the production of O / W / O double emulsions, the O / W pre-emulsion additives of lipid emulsifiers having HLB values ^, preferably of anionic derivatives of partial glycerides and / or amphoteric derivatives of phosphatides in a total concentration of 0.1 to 0.5 and proteinogenic stabilizers having relatively low average molecular weights of <100000, preferably acylated or hydrolyzed globular proteins, optionally in combination with polyanionic hydrocolloids, preferably pectins with a mean degree of esterification of 40 to 60% , in a mass ratio of 2: 1 to 5: 1 at a total concentration of 0.25 to 2.5%, and the emulsification under relatively high energy input, preferably by means of pressure homogenizer takes place, whereas the O / W / O-Dpppelemulsionen about Additions of lipidic coemulsifiers with HLB values <7, preferably of nonionogenic Partialglyceri the and / or sucrose fatty acid partial esters, in a total concentration of 0.1 to 0.5%, and the emulsification under relatively low energy input, preferably made by means of planetary ν ird.

4. The method according to claim l to 3, characterized in that the respective outer fatty phase of the double emulsions optionally non- or schwerverdauliche fats, preferably sucrose-fatty acid polyester, or hydrogenated fats, preferably with melting points above the body temperature of warm-blooded animals, and the innermost in each case Water phase of the double emulsions only in the intestinal area after lipolytic cleavage of the digestible fat content of the fatty phase releasable or effective pharma or dietary active substances.